องค์ประกอบของดาวอังคารครอบคลุมสาขาธรณีวิทยาของดาวอังคาร ซึ่งอธิบาย ถึง โครงสร้างและองค์ประกอบของดาวเคราะห์ดาวอังคาร

ดาวอังคารมีโครงสร้างแบบแบ่งชั้นซึ่งสำหรับดาวเคราะห์ภาคพื้นดินแล้ว หมายความว่ามันมีแกน กลาง ที่ประกอบด้วยสสารที่มีความหนาแน่นสูง (ส่วนใหญ่เป็นเหล็กและนิกเกล โลหะ ) ล้อมรอบด้วยเนื้อโลกและเปลือกโลก ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าซึ่งประกอบด้วยซิลิเก ต^{[ 4 ]}เช่นเดียวกับโลก ดาวอังคารดูเหมือนจะมีแกนกลางที่เป็นเหล็กหลอมเหลว หรืออย่างน้อยก็มีแกนกลางชั้นนอกที่เป็นเหล็กหลอมเหลว^{[ 5 ]}อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าจะไม่มีการพาความร้อนในเนื้อโลก ปัจจุบัน ดาวอังคารมีกิจกรรมทางธรณีวิทยาน้อยมาก

องค์ประกอบทางเคมีของดาวอังคารแตกต่างจากโลกในหลายแง่มุมที่สำคัญ ประการแรก การวิเคราะห์อุกกาบาตจากดาวอังคารบ่งชี้ว่าเนื้อในของดาวอังคารมีธาตุเหล็กมากกว่าเนื้อในของโลกประมาณสองเท่า^{[ 6 ] [ 7 ]}สีแดงที่โดดเด่นของดาวอังคารเกิดจากออกไซด์ของเหล็กบนพื้นผิว ประการที่สอง แกนกลางของดาวอังคารมีกำมะถัน มากกว่า ^{[ 8 ]}ประการที่สาม เนื้อในของดาวอังคารมีโพแทสเซียมและฟอสฟอรัสมากกว่าเนื้อในของโลก และประการที่สี่ เปลือกดาวอังคารมีเปอร์เซ็นต์ของ ธาตุ ระเหยเช่น กำมะถันและคลอรีนสูงกว่าเปลือกโลก ข้อสรุปเหล่านี้หลายข้อได้รับการสนับสนุนจากการวิเคราะห์หินและดินบนพื้นผิวดาวอังคารในสถานที่จริง^{[ 9 ]}

ความรู้ส่วนใหญ่ที่เรามีเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของดาวอังคารมาจากยานอวกาศและยานลงจอดที่โคจรอยู่รอบดาวอังคาร (ดู รายชื่อได้ใน การสำรวจดาวอังคาร ) ยานอวกาศเหล่านี้ส่วนใหญ่บรรทุกสเปกโตรมิเตอร์และเครื่องมืออื่นๆ เพื่อวัดองค์ประกอบพื้นผิวของดาวอังคารโดยการสำรวจระยะไกลจากวงโคจรหรือ การวิเคราะห์ ในสถานที่บนพื้นผิว นอกจากนี้เรายังมีตัวอย่างจริงของดาวอังคารจำนวนมากในรูปของอุกกาบาตที่ตกลงมายังโลกอุกกาบาตจากดาวอังคาร (มักเรียกว่า SNC ซึ่งย่อมาจากShergottites , NakhlitesและChassignites ^{[ 10 ]}ซึ่งเป็นกลุ่มอุกกาบาตกลุ่มแรกที่แสดงให้เห็นว่ามีต้นกำเนิดจากดาวอังคาร) ให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของเปลือกและภายในของดาวอังคารซึ่งจะไม่สามารถหาได้หากไม่มีภารกิจนำตัวอย่างกลับมายังโลก

จากแหล่งข้อมูลเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์คิดว่าธาตุเคมีที่พบมากที่สุดในเปลือกดาวอังคาร ได้แก่ซิลิคอนออกซิเจนเหล็กแมกนีเซียมอะลูมิเนียมแคลเซียมและโพแทสเซียมธาตุเหล่านี้เป็นส่วนประกอบหลักของแร่ธาตุที่ประกอบเป็นหินอัคนี[ 11 ] ธาตุไทเทเนียม โครเมียม แมงกานีส กำมะถัน ฟอสฟอรัสโซเดียม^{และคลอรีนมี}ปริมาณน้อยกว่า [ 12 ] [ 13 ]แต่^{ก็ยังเป็นส่วนประกอบสำคัญของ}แร่ธาตุเสริมหลายชนิด^{[ 14 ]} ในหิน และ แร่ธาตุรอง ( ผลิตภัณฑ์จาก การผุกร่อน) ในฝุ่นและดิน (เรโกลิธ)เมื่อวันที่ 5 กันยายน 2017 นักวิทยาศาสตร์รายงานว่ายานสำรวจคิวริโอซิตีตรวจพบโบรอนซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลกบนดาวอังคาร การค้นพบดังกล่าว ร่วมกับการค้นพบก่อนหน้านี้ว่าอาจมีน้ำอยู่บนดาวอังคารในยุคโบราณ ยิ่งสนับสนุนความเป็นไปได้ที่ ปล่องภูเขาไฟเกลบนดาวอังคารอาจเคยมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้ในยุคแรก^{[ 15 ] [ 16 ]}

ไฮโดรเจนมีอยู่ในรูปของน้ำ (H₂O ₎น้ำแข็ง และในแร่ธาตุไฮเดรต คาร์บอนมีอยู่ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ ₎ในชั้นบรรยากาศ และบางครั้งก็อยู่ในรูปของน้ำแข็งแห้งที่ขั้วโลก นอกจากนี้ยังมีคาร์บอนจำนวนหนึ่งที่ไม่ทราบปริมาณถูกเก็บไว้ในคาร์บอเนตไนโตรเจนโมเลกุล ( N₂ ₎ประกอบขึ้นเป็น 2.7 เปอร์เซ็นต์ของชั้นบรรยากาศ เท่าที่เราทราบสารประกอบอินทรีย์ไม่มีอยู่^{[ 17 ]}ยกเว้นมีเทน ปริมาณเล็กน้อยที่ ตรวจพบในชั้นบรรยากาศ^{[ 18 ] [ 19 ]}เมื่อวันที่ 16 ธันวาคม 2014 นาซารายงานว่า ยานสำรวจ คิวริโอซิตีตรวจพบ "ปริมาณมีเทน ที่เพิ่มขึ้นถึงสิบเท่า" ซึ่งน่าจะเกิดขึ้นเฉพาะที่ ในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารการวัดตัวอย่างที่ดำเนินการ "สิบสองครั้งในช่วง 20 เดือน" แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นในช่วงปลายปี 2013 และต้นปี 2014 โดยเฉลี่ย "มีเทน 7 ส่วนต่อพันล้านส่วนในชั้นบรรยากาศ" ก่อนและหลังนั้น ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณหนึ่งในสิบของระดับนั้น^{[ 20 ] [ 21 ]}

เมื่อวันที่ 25 ตุลาคม พ.ศ. 2566 นักวิทยาศาสตร์ได้รับความช่วยเหลือจากข้อมูลจาก ยานลงจอด InSightรายงานว่าดาวอังคารมีมหาสมุทรแมกมากัมมันตรังสี อยู่ใต้เปลือกโลก^{[ 22 ]}

โดยพื้นฐานแล้วดาวอังคารเป็นดาวเคราะห์หินอัคนี หินบนพื้นผิวและในเปลือกโลกส่วนใหญ่ประกอบด้วยแร่ธาตุที่ตกผลึกจากแมกมา ความรู้ส่วนใหญ่ในปัจจุบันของเราเกี่ยวกับ องค์ประกอบ แร่ธาตุของดาวอังคารมาจากข้อมูลสเปกโทรสโกปีจากยานอวกาศที่โคจร การวิเคราะห์หินและดิน ในสถานที่จากจุดลงจอดหกแห่ง และการศึกษาอุกกาบาตจากดาวอังคาร^{[ 23 ]}เครื่องสเปกโทรเมตรที่โคจรอยู่ในปัจจุบัน ได้แก่THEMIS ( Mars Odyssey ), OMEGA ( Mars Express ) และCRISM ( Mars Reconnaissance Orbiter ) ยานสำรวจดาวอังคาร ทั้งสองลำ แต่ละลำมีเครื่องสเปกโทรเมตรเอ็กซ์เรย์อนุภาคอัลฟา ( APXS ) เครื่องสเปกโทรเมตรการปล่อยความร้อน ( Mini-TES ) และ เครื่องสเปกโทรเมตร Mössbauerเพื่อระบุแร่ธาตุบนพื้นผิว

เมื่อวันที่ 17 ตุลาคม พ.ศ. 2555 ยานสำรวจCuriosityบนดาวอังคารที่ " Rocknest " ได้ทำการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของดินบนดาวอังคารเป็นครั้งแรกผลลัพธ์จากเครื่องวิเคราะห์ CheMin ของยานสำรวจเผยให้เห็นการมีอยู่ของแร่ธาตุหลายชนิด รวมถึงเฟลด์สปาร์ ไพรอกซีน และโอลิวีนและชี้ให้เห็นว่าดินบนดาวอังคารในตัวอย่างนั้นคล้ายกับ " ดินบะซอลต์ ที่ผุพัง " ของภูเขาไฟฮาวาย^{[ 24 ]}

บริเวณสีเข้มของดาวอังคารมีลักษณะเฉพาะคือประกอบด้วยแร่หินมาฟิก ได้แก่ โอลิวีนไพรอกซีนและเฟลด์สปาร์แพลจิโอเคลสแร่ เหล่านี้เป็นส่วนประกอบหลักของหินบะซอลต์ซึ่งเป็นหินภูเขาไฟสีดำที่พบได้ในเปลือกโลกส่วนที่เป็นมหาสมุทรและทะเลบนดวงจันทร์ด้วย

แร่โอลิวีนพบได้ทั่วทั้งโลก แต่แหล่งที่มีความเข้มข้นมากที่สุดแห่งหนึ่งอยู่ในNili Fossaeซึ่งเป็นพื้นที่ที่มี หิน ยุคโนอาเชียนอีกแหล่งที่มีโอลิวีนอุดมสมบูรณ์ขนาดใหญ่คือGanges Chasmaซึ่งเป็นช่องเขาด้านตะวันออกของValles Marineris (ตามภาพ) ^{[ 25 ]}โอลิวีนจะผุพังอย่างรวดเร็วกลายเป็นแร่ดินเหนียวเมื่อมีน้ำเหลวอยู่ ดังนั้น พื้นที่ที่มีหินที่มีโอลิวีนจำนวนมากจึงบ่งชี้ว่าน้ำเหลวไม่ได้มีมากมายนับตั้งแต่หินเหล่านี้ก่อตัวขึ้น^{[ 10 ]}

แร่ไพรอกซีนยังแพร่หลายไปทั่วพื้นผิว มีทั้งไพรอกซีนแคลเซียมต่ำ (ออร์โธ-) และไพรอกซีนแคลเซียมสูง (คลิโน-) โดยไพรอกซีนแคลเซียมสูงมักพบในโล่ภูเขาไฟ ที่อายุน้อยกว่า และไพรอกซีนแคลเซียมต่ำ ( เอนสตาไทต์ ) มักพบได้ทั่วไปในพื้นที่สูงเก่า เนื่องจากเอนสตาไทต์หลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงกว่าไพรอกซีนแคลเซียมสูง นักวิจัยบางคนจึงโต้แย้งว่าการมีอยู่ของเอนสตาไทต์ในพื้นที่สูงแสดงให้เห็นว่าแมกมาที่เก่ากว่าบนดาวอังคารมีอุณหภูมิสูงกว่าแมกมาที่อายุน้อยกว่า^{[ 26 ]}

ระหว่างปี พ.ศ. 2540 ถึง พ.ศ. 2549 เครื่องวัดสเปกตรัมการปล่อยความร้อน (TES) บน ยานอวกาศ Mars Global Surveyor (MGS) ได้ทำการสำรวจองค์ประกอบแร่ธาตุทั่วโลกของดาวเคราะห์^{[ 27 ]} TES ได้ระบุหน่วยภูเขาไฟขนาดใหญ่ระดับโลกสองหน่วยบนดาวอังคาร ประเภทพื้นผิวที่ 1 (ST1) มีลักษณะเฉพาะของที่ราบสูงยุคโนอาเชียนและประกอบด้วยหินบะซอลต์ที่อุดมด้วยแพลจิโอเคลสและไคลโนไพรอกซีน ที่ไม่เปลี่ยนแปลง ประเภทพื้นผิวที่ 2 (ST2) พบได้ทั่วไปในที่ราบที่อายุน้อยกว่าทางเหนือของขอบเขตไดโคโทมีและมีซิลิกามากกว่า ST1

ลาวาของ ST2 ได้รับการตีความว่าเป็นแอนดีไซต์หรือแอนดีไซต์แบบบะซอลต์ซึ่งบ่งชี้ว่าลาวาในที่ราบทางเหนือมีต้นกำเนิดมาจากแมกมาที่มีวิวัฒนาการทางเคมีมากขึ้นและอุดมไปด้วยสารระเหย^{[ 28 ]} (ดูการแยกตัวของหินอัคนีและการตกผลึกแบบเศษส่วน ) อย่างไรก็ตาม นักวิจัยคนอื่นๆ ได้เสนอแนะว่า ST2 เป็นตัวแทนของบะซอลต์ที่ผุพังโดยมีการเคลือบแก้วซิลิกาบางๆ หรือแร่ธาตุรองอื่นๆ ที่เกิดขึ้นจากการมีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุที่มีน้ำหรือน้ำแข็ง^{[ 29 ]}

หิน ระดับกลางและ หิน เฟลซิก ที่แท้จริง มีอยู่บนดาวอังคาร แต่การเปิดเผยนั้นไม่บ่อยนัก ทั้ง TES และระบบถ่ายภาพการปล่อยความร้อน (THEMIS) บน ยานอวกาศ Mars Odysseyได้ระบุหินซิลิกาสูงใน Syrtis Major และใกล้ขอบด้านตะวันตกเฉียงใต้ของปล่องภูเขาไฟAntoniadiหินเหล่านี้มีสเปกตรัมที่คล้ายกับดาไซต์และแกรนิตอยด์ ที่อุดมด้วยควอตซ์ ซึ่งบ่งชี้ว่าอย่างน้อยบางส่วนของเปลือกดาวอังคารอาจมีความหลากหลายของหินอัคนีคล้ายกับของโลก^{[ 30 ]}หลักฐานทางธรณีฟิสิกส์บางอย่างชี้ให้เห็นว่าเปลือกดาวอังคารส่วนใหญ่อาจประกอบด้วยแอนเดไซต์บะซอลต์หรือแอนเดไซต์ เปลือกแอนเดไซต์ถูกซ่อนไว้โดยลาวาบะซอลต์ที่อยู่ด้านบนซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของพื้นผิวแต่มีปริมาตรน้อย^{[ 4 ​​]}

หินที่ศึกษาโดยยานสำรวจSpiritในปล่องภูเขาไฟ Gusev สามารถจำแนกประเภทได้หลายวิธี ปริมาณและชนิดของแร่ธาตุทำให้หินเหล่านี้เป็นหินบะซอลต์ดั้งเดิม หรือที่เรียกว่า หินบะ ซอลต์พิโครซิติกหินเหล่านี้คล้ายกับหินโบราณบนโลกที่เรียกว่าหินบะซอลต์โคมาไทต์ หินในที่ราบยังคล้ายกับหินบะซอลต์เชอร์ก็อตไทต์ ซึ่งเป็นอุกกาบาตที่มาจากดาวอังคาร ระบบการจำแนกประเภทหนึ่งเปรียบเทียบปริมาณธาตุอัลคาไลกับปริมาณซิลิกาบนกราฟ ในระบบนี้ หินในที่ราบ Gusev อยู่ใกล้จุดเชื่อมต่อของหินบะซอลต์ หินพิโครบะซอลต์และหินเทฟไรต์ การจำแนกประเภทของ Irvine-Barager เรียกหินเหล่านี้ว่าหินบะซอลต์^{[ 31 ]}

เมื่อวันที่ 18 มีนาคม 2013 NASA รายงานหลักฐานจากเครื่องมือบนยานสำรวจCuriosityเกี่ยวกับการไฮเดรชั่นของแร่ธาตุซึ่งน่าจะเป็นแคลเซียมซัลเฟต ไฮเดรชั่น ในตัวอย่างหิน หลายชิ้น รวมถึงเศษหิน "Tintina"และหิน "Sutton Inlier"ตลอดจนในเส้นแร่และก้อนในหินอื่นๆ เช่นหิน "Knorr"และหิน"Wernicke" ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]} การวิเคราะห์โดยใช้ เครื่องมือ DANของยานสำรวจให้หลักฐานของน้ำใต้ดิน ซึ่งมีปริมาณน้ำมากถึง 4% ที่ระดับความลึก 60 ซม. (2.0 ฟุต) ในเส้นทางการเดินทางของยานสำรวจจาก จุด ลงจอด Bradburyไปยังพื้นที่อ่าว Yellowknife ในภูมิประเทศGlenelg ^{[ 32 ]}

ในวารสารScienceฉบับเดือนกันยายน พ.ศ. 2556 นักวิจัยได้อธิบายถึงหินชนิดใหม่ที่เรียกว่า " Jake M " หรือ " Jake Matijevic (rock) " ซึ่งเป็นหินชนิดแรกที่ได้รับการวิเคราะห์โดยเครื่องมือ Alpha Particle X-ray Spectrometer บนยาน สำรวจ Curiosityและมีลักษณะแตกต่างจากหินอัคนีอื่นๆ บนดาวอังคารที่รู้จักกัน เนื่องจากเป็นหินอัลคาไลน์ (>15% เนเฟลีนมาตรฐาน) และมีการแยกส่วนค่อนข้างมากJake Mมีลักษณะคล้ายกับมูเกียไรต์บนโลก ซึ่งเป็นหินประเภทหนึ่งที่มักพบได้ตามเกาะในมหาสมุทรและรอยแยกของทวีป การค้นพบ Jake M อาจหมายความว่าแมกมาอัลคาไลน์อาจพบได้ทั่วไปบนดาวอังคารมากกว่าบนโลก และCuriosityอาจพบหินอัลคาไลน์ที่มีการแยกส่วนมากกว่านี้ (เช่น โฟโนไลต์และแทรไคต์ ) ^{[ 35 ]}

เจาะรู (ขนาด 1.6 ซม. หรือ 0.63 นิ้ว) ลงใน หินโคลน " จอห์น ไคลน์ "

การวิเคราะห์สเปกตรัม (SAM)ของหินโคลน " คัมเบอร์แลนด์ "

โครงสร้างแร่ดินเหนียว ของ หินโคลน

ยาน สำรวจ คิวริโอซิตีตรวจสอบหินโคลนใกล้กับอ่าวเยลโลว์ไนฟ์บนดาวอังคาร (พฤษภาคม 2013)

เมื่อวันที่ 9 ธันวาคม พ.ศ. 2556 นักวิจัยของ NASA ได้บรรยายถึง การค้นพบใหม่มากมายจาก ยานสำรวจ Curiosityในบทความชุด 6 บทความในวารสารScienceพบสารอินทรีย์ที่อาจเป็นไปได้ซึ่งไม่สามารถอธิบายได้ด้วยการปนเปื้อน^{[ 36 ] [ 37 ]}แม้ว่าคาร์บอนอินทรีย์น่าจะมาจากดาวอังคาร แต่ทั้งหมดสามารถอธิบายได้ด้วยฝุ่นและอุกกาบาตที่ตกลงบนดาวเคราะห์ดวงนี้^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]}เนื่องจากคาร์บอนส่วนใหญ่ถูกปล่อยออกมาที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำใน ชุดอุปกรณ์วิเคราะห์ ตัวอย่างที่ดาวอังคาร (SAM) ของCuriosityจึงอาจไม่ได้มาจากคาร์บอเนตในตัวอย่าง คาร์บอนอาจมาจากสิ่งมีชีวิต แต่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ วัสดุที่มีสารอินทรีย์นี้ได้มาจากการเจาะลึก 5 เซนติเมตรในบริเวณที่เรียกว่าYellowknife Bayลงในหินที่เรียกว่า “ Sheepbed mudstone ” ตัวอย่างเหล่านี้ได้รับการตั้งชื่อว่าJohn KleinและCumberlandจุลินทรีย์อาจอาศัยอยู่บนดาวอังคารโดยการได้รับพลังงานจากความไม่สมดุลทางเคมีระหว่างแร่ธาตุในกระบวนการที่เรียกว่าเคมีลิโทโทรฟีซึ่งหมายถึง “การกินหิน” ^{[ 41 ]}อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการนี้มีคาร์บอนเกี่ยวข้องเพียงเล็กน้อยมาก ซึ่งน้อยกว่าที่พบในอ่าวเยลโลว์ไนฟ์มาก^{[ 42 ] [ 43 ]}

นักวิทยาศาสตร์ใช้ เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลของ SAM ในการวัดไอโซโทปของฮีเลียมนีออนและอาร์กอนที่รังสีคอสมิกสร้างขึ้นเมื่อผ่านหิน ยิ่งพบไอโซโทปเหล่านี้น้อยลงเท่าไร ก็ยิ่งแสดงว่าหินนั้นเพิ่งถูกเปิดเผยใกล้พื้นผิวเมื่อไม่นานมานี้เท่านั้น หินก้นทะเลสาบอายุ 4 พันล้านปีที่ Curiosity เจาะนั้นถูกเปิดเผยเมื่อประมาณ 30 ล้านถึง 110 ล้านปีก่อนโดยลมที่พัดเอาหินด้านบนออกไป 2 เมตร ต่อไป พวกเขาหวังว่าจะพบแหล่งที่อายุน้อยกว่าหลายสิบล้านปีโดยการเจาะใกล้กับหินโผล่^{[ 44 ]}

ปริมาณรังสีที่ดูดซับและปริมาณรังสีเทียบเท่าจากรังสีคอสมิกกาแล็กซีและอนุภาคพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์บนพื้นผิวดาวอังคารเป็นเวลาประมาณ 300 วันในช่วงที่ดวงอาทิตย์มีกิจกรรมสูงสุดในปัจจุบันได้รับการวัดแล้ว การวัดเหล่านี้มีความจำเป็นสำหรับภารกิจของมนุษย์บนพื้นผิวดาวอังคาร เพื่อให้ได้ระยะเวลาการอยู่รอดของจุลินทรีย์ของสิ่งมีชีวิตที่อาจมีอยู่หรือเคยมีมา และเพื่อกำหนดระยะเวลาที่ร่องรอยทางชีวภาพ อินทรีย์ที่อาจเกิดขึ้น สามารถคงอยู่ได้ การศึกษานี้ประมาณการว่าจำเป็นต้องเจาะลึกไม่กี่เมตรเพื่อเข้าถึงโมเลกุลชีวภาพที่ เป็นไปได้ ^{[ 45 ]}ปริมาณรังสีที่ดูดซับจริงที่วัดโดยเครื่องตรวจจับการประเมินรังสี (RAD) คือ 76 mGy/yr ที่พื้นผิว จากการวัดเหล่านี้ สำหรับภารกิจไป-กลับบนพื้นผิวดาวอังคารโดยใช้เวลาเดินทาง 180 วัน (แต่ละเที่ยว) และอยู่บนพื้นผิวดาวอังคาร 500 วันสำหรับวัฏจักรสุริยะปัจจุบันนี้ นักบินอวกาศจะได้รับปริมาณรังสีเทียบเท่ารวมของภารกิจประมาณ 1.01 ซีเวอร์ตการได้รับรังสี 1 ซีเวอร์ตมีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้น 5 เปอร์เซ็นต์ในการเกิดโรคมะเร็งร้ายแรง ขีดจำกัดอายุขัยปัจจุบันของ NASA สำหรับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นสำหรับนักบินอวกาศที่ปฏิบัติงานในวงโคจรต่ำของโลกคือ 3 เปอร์เซ็นต์^{[ 46 ]}การป้องกันสูงสุดจากรังสีคอสมิกกาแล็กซีสามารถทำได้ด้วยดินดาวอังคารประมาณ 3 เมตร ^{[ 45 ]}

ตัวอย่างที่ตรวจสอบน่าจะเป็นโคลนที่เคยเป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตมานานหลายล้านถึงหลายสิบล้านปี สภาพแวดล้อมที่เปียกชื้นนี้มีค่า pH เป็นกลางความเค็มต่ำและสถานะรีดอกซ์ ที่แปรผัน ของทั้งเหล็กและกำมะถัน^{[ 38 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}เหล็กและกำมะถันประเภทนี้อาจถูกนำไปใช้โดยสิ่งมีชีวิต^{[ 50 ]} C , H , O , S , NและPถูกวัดโดยตรงในฐานะองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญ และโดยการอนุมาน สันนิษฐานว่า P ก็มีอยู่ด้วยเช่นกัน^{[ 41 ] [ 43 ]}ตัวอย่างทั้งสอง ได้แก่John KleinและCumberlandประกอบด้วยแร่บะซอลต์ แคลเซียมซัลเฟต เหล็กออกไซด์/ไฮดรอกไซด์ เหล็กซัลไฟด์ วัสดุอสัณฐาน และสเมก ไทต์ไตรออกตาเฮดรัล (ดินเหนียวชนิดหนึ่ง) แร่บะซอลต์ในหินโคลนคล้ายกับแร่ในตะกอนลม ที่อยู่ใกล้เคียง อย่างไรก็ตาม หินโคลนมี Fe- forsteriteบวกกับแมกเนไทต์ น้อยกว่ามาก ดังนั้น Fe-forsterite ( โอลิวีน ชนิดหนึ่ง ) น่าจะถูกเปลี่ยนแปลงไปเป็นสเมกไทต์ (ดินเหนียวชนิดหนึ่ง) และแมกเนไทต์ [ ^{51 ] อายุ}ในช่วงปลายยุคโนอาเคียน /ต้นยุคเฮสเปเรียนหรืออายุน้อยกว่านั้นบ่งชี้ว่าการก่อตัวของแร่ดินเหนียวบนดาวอังคารขยายออกไปเกินช่วงเวลาโนอาเคียน ดังนั้นในบริเวณนี้ค่า pH ที่เป็นกลางจึงคงอยู่นานกว่าที่เคยคิดไว้^{[ 47 ]}

การใช้งานครั้งแรกของอุปกรณ์ตักทราย ของยาน สำรวจคิวริ โอซิตี ขณะร่อนทรายที่ " ร็อกเนสต์ " (7 ตุลาคม 2012)

พื้นผิวส่วนใหญ่ของดาวอังคารถูกปกคลุมด้วยฝุ่นละเอียดเหมือนผงแป้งทัลคัมอย่างหนาแน่น ฝุ่นที่ปกคลุมทั่วทั้งพื้นที่บดบังหินฐาน ทำให้การระบุแร่ธาตุหลักด้วยสเปกโทรสโกปีเป็นไปไม่ได้จากวงโคจรเหนือพื้นที่หลายแห่งของดาวเคราะห์ ลักษณะสีแดง/ส้มของฝุ่นเกิดจากเหล็ก(III) ออกไซด์ ( นาโนเฟส Fe ₂ O ₃ ) และแร่เหล็ก(III) ออกไซด์-ไฮด รอกไซด์โกเอ ไทต์^{[ 54 ]}

ยานสำรวจดาวอังคารระบุว่าแมกเนไทต์ เป็นแร่ ที่ทำให้ฝุ่นมีคุณสมบัติแม่เหล็ก นอกจากนี้อาจมีไทเทเนียม อยู่ด้วย ^{[ 55 ]}

การปกคลุมของฝุ่นทั่วโลกและการมีอยู่ของตะกอนที่ถูกลมพัดอื่นๆ ทำให้องค์ประกอบของดินมีความสม่ำเสมออย่างน่าทึ่งทั่วพื้นผิวของดาวอังคาร การวิเคราะห์ตัวอย่างดินจากยานลงจอดไวกิ้งในปี 1976 แสดงให้เห็นว่าดินประกอบด้วยเศษหินบะซอลต์ที่แตกละเอียดและมีกำมะถันและคลอรีนสูง ซึ่งอาจมาจากก๊าซที่ปล่อยออกมาจากภูเขาไฟ^{[ 56 ]}

แร่ธาตุที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงทางความร้อนใต้ดินและการผุพังของแร่บะซอลต์ดั้งเดิมก็มีอยู่บนดาวอังคารเช่นกัน แร่ทุติยภูมิ ได้แก่ฮีมาไทต์ฟิลโลซิลิเคต (แร่ดินเหนียว) โก เอไทต์จาโร ไซต์ แร่ซัลเฟตเหล็กโอปาลีนซิลิกาและยิปซัมแร่ทุติยภูมิเหล่านี้หลายชนิดต้องการน้ำในสถานะของเหลวในการก่อตัว (แร่ในน้ำ)

ซิลิกาโอปาลีนและแร่ซัลเฟตเหล็กก่อตัวขึ้นในสารละลายที่เป็นกรด (pH ต่ำ) พบซัลเฟตในหลายพื้นที่ รวมถึงบริเวณใกล้กับJuventae Chasma , Ius Chasma , Melas Chasma , Candor ChasmaและGanges Chasmaสถานที่เหล่านี้ล้วนมี ลักษณะภูมิประเทศที่ เกิดจากแม่น้ำซึ่งบ่งชี้ว่าเคยมีน้ำอุดมสมบูรณ์^{[ 57 ]} ยานสำรวจ Spirit ค้นพบซัลเฟตและโกเอไทต์ใน Columbia Hills ^{[ 58 ] [ 59 ]}

แร่ธาตุบางประเภทที่ตรวจพบอาจเกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม (เช่น มีน้ำเพียงพอและค่า pH ที่เหมาะสม) สำหรับสิ่งมีชีวิต แร่สเมกไทต์ (ฟิลโลซิลิเคต) เกิดขึ้นในน้ำที่มีค่า pH ใกล้เคียงกับค่ากลาง ฟิลโลซิลิเคตและคาร์บอเนตเหมาะสำหรับการรักษาสารอินทรีย์ ดังนั้นจึงอาจมีหลักฐานของสิ่งมีชีวิตในอดีต^{[ 60 ] [ 61 ]}แหล่งสะสมซัลเฟตช่วยรักษาฟอสซิลทางเคมีและสัณฐานวิทยา และฟอสซิลของจุลินทรีย์เกิดขึ้นในออกไซด์ของเหล็ก เช่น ฮีมาไทต์^{[ 62 ]}การมีอยู่ของซิลิกาโอปาลีนชี้ให้เห็นถึงสภาพแวดล้อมความร้อนใต้ดินที่สามารถรองรับสิ่งมีชีวิตได้ ซิลิกายังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรักษาหลักฐานของจุลินทรีย์^{[ 63 ]}

ชั้นตะกอนที่เรียงตัวเป็นชั้นๆ พบได้ทั่วไปบนดาวอังคาร ตะกอนเหล่านี้น่าจะประกอบด้วยทั้งหินตะกอนและตะกอน ที่ไม่ แข็งตัว หรือไม่รวมตัวกัน ชั้นตะกอนหนาๆ พบได้ในบริเวณภายในหุบเขาหลายแห่งใน Valles Marineris ภายในปล่องภูเขาไฟขนาดใหญ่ใน Arabia และ Meridiani Planum (ดู ตัวอย่างเช่น Henry Crater ) และน่าจะประกอบเป็นตะกอนส่วนใหญ่ในที่ราบต่ำทางตอนเหนือ (เช่นVastitas Borealis Formation) ยานสำรวจดาวอังคารOpportunityลงจอดในพื้นที่ที่มีหินทราย แบบชั้นเฉียง (ส่วนใหญ่เกิด จากลม ) (Burns formation ^{[ 64 ]} ) ตะกอนแม่น้ำ-ดินดอนสามเหลี่ยมปากแม่น้ำพบได้ในEberswalde Craterและที่อื่นๆ และหลักฐานทางธรณีวิทยาภาพถ่ายชี้ให้เห็นว่าปล่องภูเขาไฟหลายแห่งและพื้นที่ต่ำระหว่างปล่องภูเขาไฟในที่ราบสูงทางตอนใต้มีตะกอนทะเลสาบยุค Noachian

แม้ว่าความเป็นไปได้ของการมีคาร์บอเนตบนดาวอังคารจะเป็นที่สนใจอย่างมากของนักชีววิทยาอวกาศและนักธรณีเคมี แต่ก็มีหลักฐานเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับปริมาณคาร์บอเนตที่สำคัญบนพื้นผิว ในช่วงฤดูร้อนปี 2551 การทดลอง TEGA และ WCL บนยาน ลงจอด Phoenix _{Mars ในปี 2550 พบแคลไซต์ ( CaCO3} ) ระหว่าง 3–5% โดยน้ำหนักและดินอัลคาไลน์^{[ 65 ]}ในปี 2553 การวิเคราะห์โดยยานสำรวจดาวอังคารSpiritระบุว่ามีหินโผล่ที่อุดมไปด้วยแมกนีเซียม-เหล็กคาร์บอเนต (16–34% โดยน้ำหนัก) ในเนินเขาโคลัมเบียของปล่องภูเขาไฟกูเซฟ แมกนีเซียม-เหล็กคาร์บอเนตน่าจะตกตะกอนจากสารละลายที่มีคาร์บอเนตภายใต้สภาวะไฮโดรเทอร์มอลที่ค่า pH ใกล้เคียงกับค่ากลางร่วมกับการเกิดกิจกรรมภูเขาไฟในช่วงยุคโนอาเชียน^{[ 66 ]}

มีการค้นพบ คาร์บอเนต (แคลเซียมหรือเหล็กคาร์บอเนต) ในปล่องภูเขาไฟบนขอบปล่องภูเขาไฟฮุยเกนส์ ซึ่งตั้งอยู่ในพื้นที่ไออาปิเกียการชนที่ขอบปล่องทำให้วัสดุที่ถูกขุดขึ้นมาจากการชนที่ทำให้เกิดปล่องฮุยเกนส์ปรากฏออกมา แร่ธาตุเหล่านี้เป็นหลักฐานที่บ่งชี้ว่าดาวอังคารเคยมีชั้นบรรยากาศคาร์บอนไดออกไซด์ที่หนาแน่นและมีความชื้นสูง เนื่องจากคาร์บอเนตชนิดนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีน้ำปริมาณมากเท่านั้น การค้นพบนี้ใช้ เครื่องมือ CRISM ( Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars ) บนยานสำรวจดาวอังคาร Mars Reconnaissance Orbiterก่อนหน้านี้ เครื่องมือดังกล่าวได้ตรวจพบแร่ดินเหนียว และพบคาร์บอเนตอยู่ใกล้กับแร่ดินเหนียว แร่ทั้งสองชนิดนี้เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ชื้น คาดว่าเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ดาวอังคารมีอุณหภูมิสูงกว่าและชื้นกว่ามาก ในเวลานั้น คาร์บอเนตจะก่อตัวขึ้นจากน้ำและชั้นบรรยากาศที่อุดมไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ต่อมาแหล่งสะสมของคาร์บอเนตก็จะถูกฝังอยู่ใต้ดิน การชนสองครั้งในปัจจุบันได้ทำให้แร่ธาตุเหล่านี้ปรากฏออกมา โลกมีแหล่ง ^สะสมคาร์บอเนตขนาดใหญ่ในรูปของหินปูน [ ^{67 ]}

หินบนที่ราบกูเซฟเป็นหินบะซอลต์ชนิดหนึ่งประกอบด้วยแร่โอลิวีน ไพรอกซีน แพลจิโอเคลสและแมกเนไทต์และมีลักษณะคล้ายหินบะซอลต์ภูเขาไฟ เนื่องจากมีเนื้อละเอียดและมีรูพรุนไม่สม่ำเสมอ (นักธรณีวิทยาจะกล่าวว่ามีโพรงและช่องว่าง ) ^{[ 68 ] [ 69 ]} ดินส่วนใหญ่บนที่ราบเกิดจากการผุพังของหินในท้องถิ่นพบ ปริมาณ นิกเกล ค่อนข้างสูงในดินบางชนิด ซึ่งอาจมาจาก อุกกาบาต^[ 70 ^] การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าหินมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยจากน้ำปริมาณเล็กน้อย การเคลือบภายนอกและรอยแตกภายในหินบ่งชี้ว่ามีแร่ธาตุที่สะสมโดยน้ำ อาจเป็น^{สารประกอบ}โบรมีนหินทั้งหมดมีฝุ่นละเอียดเคลือบอยู่ และมีเปลือกแข็งอย่างน้อยหนึ่งชั้น ชั้นหนึ่งสามารถปัดออกได้ ในขณะที่อีกชั้นหนึ่งต้องใช้เครื่องมือขัดหิน (RAT) ในการขัดออก ^{[ 71 ]}

ใน เนินเขาโคลัมเบีย (บนดาวอังคาร)มีหินหลากหลายชนิดซึ่งบางชนิดถูกเปลี่ยนแปลงโดยน้ำ แต่ก็ไม่ได้ถูกเปลี่ยนแปลงโดยน้ำในปริมาณมากนัก

ฝุ่นในปล่องภูเขาไฟกูเซฟนั้นเหมือนกับฝุ่นทั่วทั้งดาวเคราะห์ ฝุ่นทั้งหมดถูกพบว่ามีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก ยิ่งไปกว่านั้นสปิริต ยัง พบว่าสนามแม่เหล็กเกิดจากแร่แมกนีไทต์โดยเฉพาะแมกนีไทต์ที่มีธาตุไทเทเนียมแม่เหล็กหนึ่งชิ้นสามารถเบี่ยงเบนฝุ่นทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงเชื่อว่าฝุ่นบนดาวอังคารทั้งหมดมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก^{[ 55 ]} สเปกตรัมของฝุ่นนั้นคล้ายกับสเปกตรัมของบริเวณที่มีความสว่างและมีความเฉื่อยทางความร้อนต่ำ เช่นธาร์ซิสและอาระเบีย ซึ่งตรวจพบโดยดาวเทียมที่โคจรอยู่รอบโลก ชั้นฝุ่นบางๆ อาจมีความหนาน้อยกว่าหนึ่งมิลลิเมตรปกคลุมพื้นผิวทั้งหมด มีบางอย่างในนั้นมีน้ำที่ถูกผูกไว้ทางเคมีในปริมาณเล็กน้อย^{[ 72 ] [ 73 ]}

แอดิรอนแด็ค

ด้านบน : ภาพ สีจริง โดยประมาณของเทือกเขา แอดิรอนแด็ก ถ่ายโดยกล้องแพนแคมของSpirit ด้านขวา : ภาพจากกล้องดิจิทัล (จากกล้องแพนแคมของSpirit ) ของเทือกเขาแอดิรอนแด็กหลังจาก ทำการเจียรด้วยเครื่องมือ RAT ( เครื่องมือเจียรหิน ของSpirit )
ประเภทคุณลักษณะ	หิน
พิกัด	14°36′ใต้175°30′ตะวันออก / 14.6°ใต้ 175.5°ตะวันออก / -14.6; 175.5

จากการสังเกตหินในที่ราบ พบว่าหินเหล่านี้มีแร่ไพรอกซีน โอลิวีน แพลจิโอเคลส และแมกเนไทต์ ซึ่งสามารถจำแนกประเภทได้หลายวิธี ปริมาณและชนิดของแร่ทำให้หินเหล่านี้เป็นหินบะซอลต์ดั้งเดิม หรือที่เรียกว่าหินบะซอลต์พิโครบาซอลต์ หินเหล่านี้คล้ายกับหินโบราณบนโลกที่เรียกว่าหินบะซอลต์โคมาไทต์นอกจากนี้ หินในที่ราบยังคล้ายกับหินบะซอลต์เชอร์ก็อตไทต์ ซึ่งเป็นอุกกาบาตที่มาจากดาวอังคาร ระบบการจำแนกประเภทหนึ่งเปรียบเทียบปริมาณธาตุอัลคาไลกับปริมาณซิลิกาในกราฟ ในระบบนี้ หินในที่ราบกูเซฟจะอยู่ใกล้จุดเชื่อมต่อระหว่างหินบะ ซอลต์ หิน พิโครบาซอลต์และหินเทฟไรต์ ส่วนการจำแนกประเภทของเออร์ไวน์-บาราเกอร์ เรียกหินเหล่านี้ว่าหินบะซอลต์^{[ 31 ]} หินของ Plain มีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย อาจเกิดจากฟิล์มน้ำบางๆ เนื่องจากหินเหล่านี้อ่อนกว่าและมีเส้นแร่สีอ่อนซึ่งอาจเป็นสารประกอบโบรมีน รวมถึงสารเคลือบหรือเปลือกหุ้ม เชื่อกันว่าน้ำปริมาณเล็กน้อยอาจซึมเข้าไปในรอยแตกทำให้เกิดกระบวนการแร่ธาตุ^{[ 31 ] [ 69 ]} สารเคลือบบนหินอาจเกิดขึ้นเมื่อหินถูกฝังและมีปฏิสัมพันธ์กับฟิล์มน้ำและฝุ่นบางๆ สัญญาณหนึ่งที่บ่งบอกว่าหินเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงคือ การบดหินเหล่านี้ทำได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับหินประเภทเดียวกันที่พบในโลก

หินก้อนแรกที่สปิริตศึกษาคือหินแอดิรอนแด็ก ปรากฏว่ามันมีลักษณะทั่วไปเหมือนกับหินอื่นๆ บนที่ราบแห่งนั้น

นักวิทยาศาสตร์พบหินหลายประเภทใน Columbia Hills และจัดกลุ่มหินเหล่านั้นออกเป็น 6 ประเภท ได้แก่ Adirondack, Clovis, Wishstone, Peace, Watchtower, Backstay และ Independence โดยตั้งชื่อตามหินที่โดดเด่นในแต่ละกลุ่ม องค์ประกอบทางเคมีของหินเหล่านี้ ซึ่งวัดโดย APXS มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 74 ]}ที่สำคัญที่สุดคือ หินทั้งหมดใน Columbia Hills แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในระดับต่างๆ เนื่องมาจากของเหลวในน้ำ^{[ 75 ]} หินเหล่านี้อุดมไปด้วยธาตุฟอสฟอรัส กำมะถัน คลอรีน และโบรมีน ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถถูกพาไปกับสารละลายในน้ำได้ หินใน Columbia Hills ประกอบด้วยแก้วบะซอลต์ พร้อมกับโอลิวีนและซัลเฟตในปริมาณที่แตกต่างกัน[ 76 ^{] [ 58 ]ปริมาณโอ} ลิวีนแปรผกผันกับปริมาณซัลเฟต ซึ่งเป็นไปตามที่คาดไว้ เนื่องจากน้ำทำลายโอลิวีนแต่ช่วยสร้างซัลเฟต

กลุ่ม Clovis น่าสนใจเป็นพิเศษเพราะเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ Mossbauer (MB) ตรวจพบโกเอไทต์ในกลุ่มนี้^{[ 59 ]}โกเอไทต์จะเกิดขึ้นได้เฉพาะเมื่อมีน้ำเท่านั้น ดังนั้นการค้นพบนี้จึงเป็นหลักฐานโดยตรงครั้งแรกของปริมาณน้ำในอดีตในหินของ Columbia Hills นอกจากนี้ สเปกตรัม MB ของหินและหินโผล่ยังแสดงให้เห็นถึงการลดลงอย่างมากของปริมาณโอลิวีน แม้ว่าหินเหล่านั้นอาจเคยมีโอลิวีนอยู่มากก็ตาม^{[ 77 ]}โอลิวีนเป็นตัวบ่งชี้การขาดน้ำเพราะมันสลายตัวได้ง่ายเมื่อมีน้ำ ซัลเฟตถูกพบ และจำเป็นต้องใช้น้ำในการก่อตัว

หิน วิชสโตนมีแร่แพลจิโอเคลสจำนวนมาก แร่โอลิวีนบางส่วน และแอนไฮเดรต (ซัลเฟต) หินพีซแสดงให้เห็นกำมะถันและหลักฐานที่ชัดเจนของการมีน้ำอยู่ภายใน ดังนั้นจึงสงสัยว่ามีซัลเฟตที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบอยู่ หินในกลุ่มวอชทาวเวอร์ขาดแร่โอลิวีน ดังนั้นจึงอาจถูกเปลี่ยนแปลงโดยน้ำ หินในกลุ่มอินดิเพนเดนซ์แสดงให้เห็นร่องรอยของดินเหนียวบางส่วน (อาจเป็นมอนต์มอริลโลไนต์ ซึ่งเป็นสมาชิกของกลุ่มสเมกไทต์) ดินเหนียวต้องสัมผัสกับน้ำเป็นเวลานานพอสมควรจึงจะก่อตัวได้

ดินประเภทหนึ่งที่เรียกว่า Paso Robles จาก Columbia Hills อาจเป็นตะกอนระเหยเนื่องจากมีกำมะถันฟอสฟอรัสแคลเซียมและเหล็กใน ปริมาณมาก ^{[ 78 ]}นอกจากนี้ MB ยังพบว่าเหล็กส่วนใหญ่ในดิน Paso Robles อยู่ในรูปออกซิไดซ์ Fe ^{+++ ซึ่งจะ} เกิดขึ้นหากมีน้ำอยู่^{[ 72 ]}

ในช่วงกลางของภารกิจหกปี (ภารกิจที่ควรจะใช้เวลาเพียง 90 วัน) พบ ซิลิกา บริสุทธิ์จำนวนมาก ในดิน ซิลิกาอาจมาจากปฏิกิริยาของดินกับไอระเหยของกรดที่เกิดจากกิจกรรมภูเขาไฟในขณะที่มีน้ำอยู่ หรือจากน้ำในสภาพแวดล้อมของน้ำพุร้อน^{[ 79 ]}

หลังจากที่Spiritหยุดทำงาน นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาข้อมูลเก่าจาก Miniature Thermal Emission Spectrometer หรือMini-TESและยืนยันการมีอยู่ของ หินที่มี คาร์บอเนต จำนวนมาก ซึ่งหมายความว่าบางพื้นที่ของดาวเคราะห์อาจเคยมีน้ำอยู่ คาร์บอเนตเหล่านี้ถูกค้นพบในหินโผล่ที่เรียกว่า "Comanche" ^{[ 80 ] [ 81 ]}

โดยสรุป ยานสปิริตพบหลักฐานการผุกร่อนเล็กน้อยบนที่ราบกูเซฟ แต่ไม่พบหลักฐานว่าเคยมีทะเลสาบอยู่ที่นั่น อย่างไรก็ตาม ในเนินเขาโคลัมเบีย มีหลักฐานชัดเจนเกี่ยวกับการผุกร่อนจากน้ำในระดับปานกลาง หลักฐานดังกล่าวรวมถึงซัลเฟตและแร่โกเอไทต์และคาร์บอเนต ซึ่งเกิดขึ้นได้เฉพาะในสภาวะที่มีน้ำเท่านั้น เชื่อกันว่าปล่องภูเขาไฟกูเซฟอาจเคยมีทะเลสาบเมื่อนานมาแล้ว แต่ถูกปกคลุมด้วยวัสดุหินอัคนีในภายหลัง ฝุ่นทั้งหมดมีส่วนประกอบของแม่เหล็ก ซึ่งระบุว่าเป็นแมกเนไทต์ที่มีไทเทเนียมอยู่บ้าง นอกจากนี้ ชั้นฝุ่นบางๆ ที่ปกคลุมทุกสิ่งบนดาวอังคารนั้นเหมือนกันในทุกส่วนของดาวเคราะห์

ภาพนี้ซึ่งถ่ายโดยกล้องจุลทัศน์ เผยให้เห็นวัตถุทรงกลมมันวาวฝังอยู่ภายในผนังร่องลึก

"บลูเบอร์รี่" (ทรงกลมเฮมาไทต์) บนโขดหินที่ปล่องภูเขาไฟอีเกิล สังเกตกลุ่มสามก้อนที่รวมกันอยู่ทางด้านซ้ายบน

ภาพวาดแสดงให้เห็นว่า "บลูเบอร์รี่" แพร่กระจายไปทั่วพื้นที่ส่วนใหญ่ของ Meridiani Planum ได้อย่างไร

ยานสำรวจOpportunityพบว่าดินที่ Meridiani Planumมีลักษณะคล้ายกับดินที่ปล่องภูเขาไฟ Gusev และ Ares Vallis มาก อย่างไรก็ตาม ในหลายพื้นที่ของ Meridiani ดินถูกปกคลุมด้วยทรงกลมแข็งสีเทาที่เรียกว่า "บลูเบอร์รี่" ^{[ 82 ]} พบว่าบลูเบอร์รี่เหล่านี้ประกอบด้วยแร่ฮีมาไทต์ เกือบทั้งหมด มีการสรุปว่าสัญญาณสเปกตรัมที่ตรวจพบจากวงโคจรโดยยาน Mars Odyssey เกิดจากทรงกลมเหล่านี้ หลังจากการศึกษาเพิ่มเติม จึงสรุปได้ว่าบลูเบอร์รี่เป็นก้อนที่ก่อตัวขึ้นในพื้นดินโดยน้ำ ^{[ 72 ]} เมื่อเวลาผ่านไป ก้อนเหล่านี้ผุกร่อนจากหินที่อยู่ด้านบน แล้วจึงรวมตัวกันบนพื้นผิวเป็นตะกอนตกค้าง ความเข้มข้นของทรงกลมในหินฐานสามารถทำให้เกิดการปกคลุมแบบบลูเบอร์รี่ที่สังเกตได้จากการผุกร่อนของหินเพียงหนึ่งเมตร ^{[ 83 ] [ 84 ]} ดินส่วนใหญ่ประกอบด้วยทรายโอลิวีนบะซอลต์ที่ไม่ได้มาจากหินในท้องถิ่น ทรายอาจถูกขนส่งมาจากที่อื่น ^{[ 85 ]}

มีการสร้างสเปก โตรกราฟ Mössbauerของฝุ่นที่สะสมอยู่บน แม่เหล็กจับยึด ของOpportunityผลลัพธ์ชี้ให้เห็นว่าองค์ประกอบแม่เหล็กของฝุ่นคือไททาโนแมกนีไทต์ไม่ใช่แมกนีไทต์ ธรรมดา อย่างที่เคยคิดกัน นอกจากนี้ยังตรวจพบ โอลิวีน จำนวนเล็กน้อย ซึ่งตีความได้ว่าบ่งชี้ถึงช่วงเวลาแห้งแล้งยาวนานบนดาวเคราะห์ ในทางกลับกัน เฮมาไทต์จำนวนเล็กน้อยที่พบนั้นหมายความว่าอาจมีน้ำเหลวอยู่เป็นช่วงเวลาสั้นๆ ในช่วงต้นประวัติศาสตร์ของดาวเคราะห์^{[ 86 ]}

เนื่องจากเครื่องมือขัดหิน (RAT) สามารถขัดลงไปในหินพื้นฐานได้อย่างง่ายดาย จึงเชื่อกันว่าหินที่นี่อ่อนกว่าหินในปล่องภูเขาไฟกูเซฟมาก

มีหินเพียงไม่กี่ก้อนที่มองเห็นได้บนพื้นผิวที่ ยาน Opportunityลงจอด แต่หินฐานที่โผล่ขึ้นมาในหลุมอุกกาบาตได้รับการตรวจสอบโดยชุดเครื่องมือบนยานสำรวจ^{[ 87 ]} พบว่าหินฐานเป็นหินตะกอนที่มีกำมะถันเข้มข้นสูงในรูปของแคลเซียมและแมกนีเซียมซัลเฟต ซัลเฟตบางชนิดที่อาจมีอยู่ในหินฐาน ได้แก่คีเซอไรต์ ซัลเฟตแอนไฮเดรตบาส ซา ไนต์ เฮกซาไฮไดรต์ เอป โซไมต์และยิปซัมนอกจากนี้ยังอาจมีเกลือเช่นฮาไลต์บิสชอฟ ไฟต์ แอน ตาร์กติไซต์ บลีโอไดต์ แวนทอฟไฟต์หรือ ก ลาวเบอไรต์^{[ 88 ] [ 89 ]}

หินที่มีซัลเฟตมีโทนสีอ่อนกว่าเมื่อเทียบกับหินที่แยกตัวออกมาและหินที่ตรวจสอบโดยยานลงจอด/ยานสำรวจในสถานที่อื่นๆ บนดาวอังคาร สเปกตรัมของหินโทนสีอ่อนเหล่านี้ซึ่งมีซัลเฟตไฮเดรตนั้นคล้ายกับสเปกตรัมที่ได้จากเครื่องวัดสเปกตรัมการปล่อยความร้อนบนยานสำรวจดาวอังคารระดับโลกสเปกตรัมเดียวกันนี้พบได้ในพื้นที่กว้าง จึงเชื่อว่าครั้งหนึ่งเคยมีน้ำปรากฏอยู่ทั่วบริเวณกว้าง ไม่ใช่แค่ในพื้นที่ที่ยานออปพอร์ทูนิตี้ สำรวจเท่านั้น ^{[ 90 ]}

เครื่องวัดสเปกตรัมรังสีเอกซ์อนุภาคอัลฟา (APXS) พบฟอสฟอรัสในหินในระดับที่ค่อนข้างสูง ยานสำรวจอื่นๆ ก็พบฟอสฟอรัสในระดับสูงเช่นเดียวกันที่Ares VallisและGusev Craterดังนั้นจึงมีการตั้งสมมติฐานว่าเนื้อในของดาวอังคารอาจอุดมไปด้วยฟอสฟอรัส^{[ 91 ]} แร่ธาตุในหินอาจมีต้นกำเนิดมาจากการผุกร่อนของ หินบะ ซอลต์ เนื่องจาก กรดเนื่องจากความสามารถในการละลายของฟอสฟอรัสมีความสัมพันธ์กับความสามารถในการละลายของยูเรเนียมธอร์เรียมและธาตุหายาก จึงคาดว่าธาตุเหล่านี้จะมีความเข้มข้นสูงในหินเช่นกัน^{[ 92 ]}

เมื่อ ยานสำรวจ Opportunityเดินทางไปยังขอบปล่องภูเขาไฟ Endeavourก็พบเส้นแร่สีขาวซึ่งต่อมาได้รับการระบุว่าเป็นยิปซัมบริสุทธิ์^{[ 93 ] [ 94 ]} เส้นแร่นี้เกิดขึ้นเมื่อน้ำที่มียิปซัมละลายอยู่ได้ตกตะกอนแร่ธาตุลงในรอยแตกของหิน ภาพของเส้นแร่นี้เรียกว่า "Homestake" formation แสดงอยู่ด้านล่าง

อุกกาบาตฮีทชีลด์ร็อกเป็นอุกกาบาตชิ้นแรกที่ถูกค้นพบว่ามาจากดาวเคราะห์ดวงอื่น

แผ่นกันความร้อน โดยมีหินกันความร้อนอยู่ด้านบนและทางซ้ายในฉากหลัง

การตรวจสอบหินเมริเดียนีในปี 2547 แสดงให้เห็นหลักฐานที่ชัดเจนครั้งแรกเกี่ยวกับน้ำในอดีตโดยการตรวจพบแร่จาโรไซต์ซึ่งเกิดขึ้นเฉพาะในน้ำเท่านั้น การค้นพบนี้พิสูจน์ได้ว่าครั้งหนึ่งเคยมีน้ำอยู่ในเมริเดียนี พลานัม [ ^{95 ] นอกจาก}นี้ หินบางก้อนยังแสดงให้เห็นชั้นบางๆ (ชั้น) ที่มีรูปร่างซึ่งเกิดจากน้ำที่ไหลอย่างช้าๆ เท่านั้น^{[ 96 ]}ชั้นบางๆ ดังกล่าวครั้งแรกพบในหินที่เรียกว่า "เดอะเดลส์" นักธรณีวิทยาจะกล่าวว่าการวางตัวแบบเฉียงแสดงให้เห็นรูปทรงคล้ายพวงมาลัยจากการขนส่งในริ้วคลื่นใต้น้ำ^{[ 89 ]} ภาพของการวางตัวแบบเฉียง หรือที่เรียกว่าการวางตัวแบบเฉียง แสดงอยู่ทางด้านซ้าย

รูรูปกล่องในหินบางก้อนเกิดจากซัลเฟตที่ก่อตัวเป็นผลึกขนาดใหญ่ และเมื่อผลึกเหล่านั้นละลายไปในภายหลัง ก็จะเหลือรูที่เรียกว่าโพรง^{[ 96 ]} ความเข้มข้นของธาตุโบรมีนในหินมีความแปรปรวนสูง อาจเป็นเพราะโบรมีนละลายได้ดีมาก น้ำอาจทำให้โบรมีนมีความเข้มข้นในบางจุดก่อนที่จะระเหยไป กลไกอีกอย่างหนึ่งที่ทำให้สารประกอบโบรมีนที่ละลายได้สูงมีความเข้มข้นมากขึ้นคือการตกตะกอนของน้ำแข็งในเวลากลางคืน ซึ่งจะก่อตัวเป็นฟิล์มน้ำบางๆ ที่จะทำให้โบรมีนมีความเข้มข้นในบางจุด^{[ 82 ]}

หินก้อนหนึ่งชื่อ "Bounce Rock" ที่พบอยู่บนที่ราบทรายนั้น พบว่าเป็นเศษหินที่กระเด็นออกมาจากหลุมอุกกาบาต องค์ประกอบทางเคมีของมันแตกต่างจากหินพื้นฐาน โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยไพรอกซีนและแพลจิโอเคลส และไม่มีโอลิวีน มันมีลักษณะคล้ายกับส่วนหนึ่งของหิน B ของอุกกาบาตเชอร์ก็อตไทต์ EETA 79001 ซึ่งเป็นอุกกาบาตที่ทราบกันว่ามาจากดาวอังคาร Bounce Rock ได้รับชื่อนี้เนื่องจากอยู่ใกล้กับรอยกระเด้งของถุงลมนิรภัย^{[ 83 ]}

ยานสำรวจ Opportunityพบอุกกาบาตวางอยู่บนที่ราบ อุกกาบาตชิ้นแรกที่ได้รับการวิเคราะห์ด้วย เครื่องมือ ของOpportunityเรียกว่า "Heatshield Rock" เนื่องจากพบอยู่ใกล้กับจุดที่ แผ่นกันความร้อน ของOpportunityลงจอด การตรวจสอบด้วย Miniature Thermal Emission Spectrometer ( Mini-TES ), Mossbauer spectrometerและ APXS ทำให้นักวิจัยจัดประเภทอุกกาบาตนี้ว่าเป็นอุกกาบาต IAB APXS ระบุว่าประกอบด้วยเหล็ก 93% และนิกเกล 7% ก้อนหินที่ชื่อ "Fig Tree Barberton" เชื่อว่าเป็นอุกกาบาตหินหรืออุกกาบาตหินผสมเหล็ก (เมโซไซเดอไรต์ซิลิเกต) ^{[ 97 ]}ในขณะที่ "Allan Hills" และ "Zhong Shan" อาจเป็นอุกกาบาตเหล็ก

การสังเกตการณ์ ณ สถานที่ดังกล่าวทำให้เหล่านักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพื้นที่นี้เคยถูกน้ำท่วมหลายครั้งและประสบกับการระเหยและการแห้งเหือด^{[ 83 ]} ในกระบวนการนี้ซัลเฟตได้ถูกสะสมไว้ หลังจากที่ซัลเฟตทำให้ตะกอนแข็งตัวแล้ว ก้อนเฮมาไทต์ก็เติบโตขึ้นจากการตกตะกอนจากน้ำใต้ดิน ซัลเฟตบางส่วนก่อตัวเป็นผลึกขนาดใหญ่ซึ่งต่อมาละลายไปเหลือเป็นโพรง หลักฐานหลายอย่างชี้ให้เห็นถึงสภาพภูมิอากาศที่แห้งแล้งในช่วงพันล้านปีที่ผ่านมา แต่เป็นสภาพภูมิอากาศที่เอื้อต่อการมีน้ำ อย่างน้อยก็ในช่วงเวลาหนึ่งในอดีตอันไกลโพ้น^{[ 98 ]}

ยานสำรวจคิวริโอซิตีได้พบหินที่น่าสนใจเป็นพิเศษบนพื้นผิวของเอโอลิส พาลัสใกล้กับเอโอลิส มอนส์ ("ภูเขาชาร์ป")ใน ปล่องภูเขาไฟเกล ในฤดู ใบไม้ร่วงปี 2012 หินที่ได้รับการศึกษา ระหว่างทางจากแบรดเบอรี แลนดิ้งไปยังเกลเนลจ์ อินทริกูได้แก่หิน "โคโรเนชั่น" (19 สิงหาคม 2012), หิน "เจค มาติเยวิช" (19 กันยายน 2012) และหิน "บาธเฮิร์สต์ อินเล็ต" (30 กันยายน 2012)

เมื่อวันที่ 27 กันยายน พ.ศ. 2555 นักวิทยาศาสตร์ของ NASAประกาศว่า ยานสำรวจ Curiosityพบหลักฐานของทางน้ำ โบราณ ที่บ่งชี้ว่ามี "การไหลของน้ำอย่างรุนแรง" บนดาวอังคาร^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

หลักฐานของน้ำบนดาวอังคาร^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

หุบเขาพีซวัลลิสและเนินตะกอนน้ำพา ที่เกี่ยวข้อง ใกล้กับวงรีลงจอดและจุดลงจอด ของยาน สำรวจคิวริโอซิ ตี (ระบุด้วยเครื่องหมาย +)

โขดหิน " ฮอตตาห์ " บนดาวอังคาร – ร่องรอยลำธาร โบราณ ที่ยานสำรวจ คิวริโอ ซิตีสำรวจ (14 กันยายน 2012) ( ภาพระยะใกล้ ) ( เวอร์ชัน 3 มิติ )

ภาพหินโผล่ " ลิงก์ " บนดาวอังคาร เมื่อเปรียบเทียบกับหินกรวดแม่น้ำ บนโลก บ่งชี้ว่า มีน้ำไหล "อย่างรุนแรง" ในลำธาร

ยานสำรวจ คิวริโอซิตีกำลังเดินทางไปยังเกลเนลจ์ (26 กันยายน 2012)

เมื่อวันที่ 3 ธันวาคม พ.ศ. 2555 นาซารายงานว่ายานคิวริโอซิตี ได้ทำการ วิเคราะห์ดิน อย่างละเอียด เป็นครั้งแรกซึ่งเผยให้เห็นว่ามีโมเลกุลของน้ำกำมะถันและคลอรีน อยู่ ในดินของดาวอังคาร [ ^{52 ] [ 53 ] เมื่อ}วันที่ 9 ธันวาคม พ.ศ. 2556 นาซารายงานว่า จากหลักฐานที่ได้จากยานสำรวจคิวริโอซิ ตี ที่ศึกษาแอโอลิส พาลัสพบ ว่า ปล่องภูเขาไฟเกล มี ทะเลสาบน้ำจืดโบราณ ซึ่งอาจเป็นสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการดำรงชีวิตของจุลินทรีย์^{[ 99 ] [ 100 ]}

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2556 นาซารายงานว่ายานคิวริโอซิตีพบหลักฐานว่าสภาพทางธรณีเคมี ในปล่อง ภูเขาไฟเกลเคยเหมาะสมสำหรับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กหลังจากวิเคราะห์ตัวอย่างหินดาวอังคาร ที่เจาะเป็นครั้งแรก คือหิน "จอห์น ไคลน์"ที่อ่าวเยลโลว์ไนฟ์ในปล่องภูเขาไฟเกลยานสำรวจตรวจพบน้ำคาร์บอนไดออกไซด์ออกซิเจนซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และไฮโดรเจนซัลไฟด์[ 101 ^{] [ 102 ] [ 103 ]นอกจากนี้} ยังตรวจพบ คลอโรมีเทนและไดคลอโรมีเทนการทดสอบที่เกี่ยวข้องพบผลลัพธ์ที่สอดคล้องกับการมีอยู่ของแร่ดินเหนียวสเมกไทต์^{[ 101 ] [ 102 ] [ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]}

ยานสำรวจคิวริโอ ซิตี – การวิเคราะห์ทางเคมี(ตัวอย่างที่เจาะจากหิน "จอห์น ไคลน์" อ่าวเยลโลว์ไนฟ์ 27กุมภาพันธ์ 2013) ^{[ 101 ] [ 102 ] [ 103 ]}

การวิเคราะห์ตัวอย่างบนดาวอังคาร (SAM)

เครื่องวิเคราะห์มวลสารโครมาโทกราฟแก๊ส (GCMS)

เครื่องมือทางเคมีและแร่ธาตุ (CheMin)

เมื่อวันที่ 16 ธันวาคม 2014 NASA รายงานว่า ยานสำรวจ Curiosityตรวจพบปริมาณมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร เพิ่มขึ้น "สิบเท่า" ซึ่งน่าจะเกิดขึ้นเฉพาะ ที่ การวัดตัวอย่างที่ดำเนินการ "สิบสองครั้งในช่วง 20 เดือน" แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นในช่วงปลายปี 2013 และต้นปี 2014 โดยเฉลี่ย "7 ส่วนของมีเทนต่อพันล้านส่วนในชั้นบรรยากาศ" ก่อนและหลังนั้น ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณหนึ่งในสิบของระดับดังกล่าว^{[ 20 ] [ 21 ]}

การวัดปริมาณ มีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคารโดยยานสำรวจคิวริโอซิตี (สิงหาคม 2555 ถึง กันยายน 2557)

มีเทน (CH₄ ₎บนดาวอังคาร – แหล่งกำเนิดและแหล่งดูดซับที่เป็นไปได้

นอกจากนี้ ยังตรวจพบ สารเคมีอินทรีย์ ในปริมาณสูง โดยเฉพาะคลอโรเบนซีนในผงที่เจาะจากหินก้อนหนึ่งชื่อ " คัมเบอร์แลนด์ " ซึ่งวิเคราะห์โดยยานสำรวจคิวริโอซิตี^{[ 20 ] [ 21 ]}

การเปรียบเทียบสารอินทรีย์ในหินบนดาวอังคาร – ระดับ คลอโรเบนซีนสูงกว่ามากในตัวอย่างหิน " คัมเบอร์แลนด์ "

การตรวจหาสารอินทรีย์ในตัวอย่างหิน " คัมเบอร์แลนด์ "

การ วิเคราะห์สเปกตรัม (SAM) ของหิน "คัมเบอร์แลนด์"

ในปี 2024 ยานคิวริโอซิตีค้นพบหินที่มีกำมะถันธาตุจำนวนมาก^{[ 106 ]}

• 
  แผนที่แสดงตำแหน่งจุดลงจอดจริง (และที่เสนอไว้) ของยานสำรวจ Rover รวมถึงปล่องภูเขาไฟ Gale
• 
  ปล่องภูเขาไฟเกล (Gale Crater) - จุดลงจอดอยู่ภายในบริเวณAeolis Palusใกล้กับAeolis Mons ("ภูเขาแหลม") - ทิศเหนืออยู่ด้านล่าง
• 
  ปล่อง ภูเขาไฟเกล (Gale Crater ) - มีการระบุตำแหน่งจุดลงจอด - รวมถึงพัดตะกอน (สีน้ำเงิน) และชั้นตะกอนในภูเขาเอโอลิส (Aeolis Mons ) (ภาพตัดขวาง)
• 
  จุดลงจอด ของยานสำรวจคิวริโอ ซิตี (จุดสีเขียว) - จุดสีน้ำเงินแสดงตำแหน่งเกลเนลจ์ อินทริกู - จุดสีน้ำเงินแสดงตำแหน่ง "ฐานของภูเขาชาร์ป " - พื้นที่ศึกษาที่วางแผนไว้
• 
  ภาพถ่ายจากดาวเทียม HiRISE ( MRO ) บริเวณจุดลงจอดของ ยานสำรวจCuriosity (" Bradbury Landing ") (14 สิงหาคม 2555)
• 
  ภาพถ่าย ภูเขาไฟ Aeolis Palusและ"Mount Sharp"ในปล่องภูเขาไฟ Galeที่ถ่ายโดยยานCurisoity (6 สิงหาคม 2012)
• 
  ชั้นหินบริเวณฐานของภูเขาเอโอลิส - หินสีเข้มในภาพแทรกมีขนาดเท่ากับยานสำรวจคิวริโอซิตี ( ภาพปรับสมดุลสีขาว )
• 
  ขอบปล่อง ภูเขาไฟเกล (Gale Crater) อยู่ห่างจาก ยานสำรวจคิวริโอซิตี (Curiosity ) ไปทางทิศเหนือประมาณ 18 กิโลเมตร (11 ไมล์) (9 สิงหาคม 2555)
• 
  หิน "Coronation"บนดาวอังคาร - เป้าหมายแรกของเครื่องวิเคราะห์เลเซอร์ChemCam บนยานสำรวจCuriosity (19 สิงหาคม 2012)
• 
  หิน " เจค มาติเยวิช " บนดาวอังคาร - เป้าหมายของ เครื่องมือ APSXและChemCamบนยานสำรวจคิวริโอซิตี (22 กันยายน 2012)
• 
  ภาพถ่ายหิน "Bathurst Inlet"บนดาวอังคาร ถ่ายโดย กล้อง MAHLIบนยานสำรวจCuriosity (30 กันยายน 2012)
• 
  แผนที่การเดินทางปีแรกและระยะทางไมล์แรกของ ยานสำรวจ คิวริโอซิตีบนดาวอังคาร (1 สิงหาคม 2556) ( 3 มิติ )

• แผนที่ธรณีวิทยาของดาวอังคาร ( USGS , 2014) ( ต้นฉบับ / ตัดต่อ / เต็ม / วิดีโอ (00:56) )
• วิดีโอ (04:32) - หลักฐาน: น้ำไหล "อย่างรุนแรง" บนดาวอังคาร - กันยายน 2012